PENGARUH RASIO PENAMBAHAN ACTICOMP TERHADAP DEGRADASI STRUKTUR MORFOLOGI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT PADA PROSES PENGOMPOSAN METODE WINDROW Nabila Nurfajri1), Elvi Yenie2), Edward3) 1)
Mahasiwa Teknik Lingkungan, 2)3)Dosen Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Riau, Pekanbaru 28293 E-mail :
[email protected]
ABSTRACT
Oil palm empty fruit bunches (OPEFB) is a solid waste that significantly produced by palm oil mills. The main content of OPEFB is lignocellulose. High lignin in OPEFB cause the lenghth time of OPEFB decompositition. The decomposition process can be accelerated by the addition of decomposers, such as acticomp. Therefore, this study aimed to analyze the degradation of structure morphology OPEFB also composting time and C/N ratio by the addition of acticomp. This research method using three variations of the ratio addition acticomp to 100 kg OPEFB composted, 0.5 kg acticomp, 1 kg acticomp and 1.5 kg acticomp. The comsposting process using windrow composting system. The results were obtained the damage of OPEFB morphological structure and the decreasing ratio of C/N whereas 1.5 kg acticomp/100 kg as the biggest within 30 days. C/N ratio reached 19.67, in accordance with the regulation of the quality standards 28/Permentan/SR.130/5/2009. Keywords: acticomp, OPEFB, degradation of OPEFB, morphological of OPEFB, windrow composting
I. PENDAHULUAN Pada tahun 2014 perkebunan kelapa
Ton (Ditjenbun, 2014). Tingginya total
sawit Provinsi Riau secara nasional
produksi
menempati posisi teratas di Indonesia
limbah yang dihasilkan, khususnya
dengan luas 2.296.849 Ha dan total
limbah tandan kosong kelapa sawit.
produksi tandan buah segar 7.037.636
Limbah tandan kosong kelapa sawit
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
berbanding
lurus
dengan
1
pada umumnya dapat diolah sebagai
limbah
mulsa
dihasilkan limbah tandan kosong 13,86
dilapangan,
pengomposan,
tandan
kosong
energi alternatif, briket arang, pulp dan
ton/jam.
kertas, produk berserat, media jamur,
berlangsung selama 24 jam, maka total
bahan baku enzim, pakan ternak serta
limbah tandan kosong yang dihasilkan
pembakaran
332,64 ton/hari (PKS Terantam, 2014)
incinerator
(Wahyono
Dengan
23,10%,
proses
produksi
dkk, 2008). Alternatif pengolahan yang
Sisa limbah tandan kosong kelapa
paling
adalah
sawit yang tidak tertampung sebagai
pembakaran dengan incinerator sebab
mulsa dilapangan, ditumpuk pada lahan
dengan cara ini reduksi limbah tandan
seluas ±8 Ha disekitar pabrik tanpa
kosong cukup besar dan abu sisa dapat
solusi pengganti yang tepat untuk
digunakan sebagai pupuk kalium (PKS
mereduksi timbulan limbah tandan
Terantam,
kosong
sering
digunakan
2014).
Tetapi
dengan
kelapa
sawit.
Tumpukan
keluarnya Surat Keputusan Menteri
limbah tandan kosong kelapa sawit ini
Pertanian Nomor KB/550/286/Mentan
menjadi
/VII/1997,
incinerator
Oryctes rhinoceros (kumbang tanduk)
dilarang untuk pembakaran limbah
yang merusak tanaman, berpotensi
tandan
sawit.
mencemari lingkungan, menimbulkan
Pelarangan pembakaran limbah tandan
populasi lalat dan bau. Pada suhu tinggi
kosong
limbah tandan kosong kelapa sawit
penggunaan
kosong
dengan
menimbulkan pabrik
kelapa
incinerator
masalah
pengolahan
baru
kelapa
pada sawit.
tempat
berkembang
biak
yang ditumpuk akan terbakar, sehingga menimbulkan
pembakaran
terbuka
Limbah tandan kosong yang dihasilkan
(open burning) yang tidak terkontrol
tidak bisa diolah dengan baik sehingga
(PKS Terantam, 2014). Berdasarkan
terjadi penumpukan, sebab sebagian
uraian diatas, diperlukan solusi yang
besar pabrik kelapa sawit (PKS) di
tepat untuk mengatasi timbulan limbah
Indonesia masih membakar tandan
tandan kosong kelapa sawit. Salah satu
kosong kelapa sawit dalam incinerator
solusi yang dapat diterapkan adalah
(Isroi,
pengomposan.
2008).
Pada
pabrik
lokasi
Pengomposan
dapat
penelitian dengan kapasitas pengolahan
dilakukan dengan metode windrow
60 ton/jam dan mass balance untuk
composting
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
secara
aerob.
Metode 2
windrow composting diterapkan sebab
alternatif yang baik dalam mereduksi
tidak memerlukan reaktor atau tempat
dan pemanfaatan limbah tandan kosong
khusus selama proses pengomposan
kelapa sawit sebagai pupuk untuk
berlangsung.
aerobik
menyediakan unsur hara pada tanah
dapat mereduksi limbah tandan kosong
yang dibutuhkan tumbuhan. Namun,
kelapa sawit menjadi pupuk dan pupuk
pada proses pengomposan terdapat
kompos
kendala
dapat
Pengomposan
dari
proses
dimanfaatkan
pengomposan
terhadap
lamanya
waktu
(Widyapratami,
pengomposan yang berimplikasi pada
2011). Pupuk kompos menawarkan
luas lokasi, tenaga kerja, fasilitas
banyak manfaat bila diaplikasikan pada
pengomposan serta biaya (Isroi, 2008).
lahan. Pupuk kompos sangat banyak
Pada pabrik lokasi penelitian telah
mengandung unsur hara makro dan
dilakukan
mikro
membantu
dengan lama waktu pengomposan ±3
memperbaiki struktur tanah dengan
bulan, sehingga tidak signifikan dalam
meningkatkan
tanah,
mengatasi besarnya timbulan limbah
sehingga tanah menjadi gembur dan
tandan kosong kelapa sawit (PKS
lebih
Terantam,
yang
berfungsi
porositas
mampu
(Tchobanoglous Kemen
PU,
menyimpan dkk,
2013).
1993 Manfaat
air dalam lain
tersebut,
kegiatan
2014). akan
pengomposan
Dengan
kondisi
dilakukan
proses
pengomposan menggunakan formulasi
pemupukan dengan pupuk kompos
yang
dapat
mempercepat
proses
adalah meningkatkan oksigen dalam
pengomposan dan melihat tahapan
tanah dan menjaga kesuburan tanah.
degradasi struktur morfologi tandan
Oleh sebab itu, pengomposan menjadi
kosong kelapa sawit.
II. METODE PENELITIAN Alat dan Bahan
laboratorium
adalah
Peralatan yang digunakan di lapangan
universal, pipet tetes, gelas ukur,
adalah timbangan, sekop, termometer,
corong, tabung centrifuges, timbangan
sepatu boot, sarung tangan, masker,
analitik, centrifuges, Scanning Electron
helmet, wadah aluminium, terpal, kotak
Microscopy dan sartorius. Bahan yang
kompos ukuran 1 x 1 m dan alat
digunakan
adalah
limbah
indikator
tandan
penyiram. Peralatan yang digunakan di Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
3
kosong
kelapa
sawit,
acticomp,
akan
dikomposkan.
Kelembaban
alkohol, air dan aquades.
optimal untuk pengomposan 50-55%.
Variabel Penelitian
Uji Karakteristik
Variabel bebas pada penelitian ini
Uji
adalah rasio penambahan acticomp
mengetahui karakteristik bahan baku
pada saat proses pengomposan tandan
sebelum
kosong kelapa sawit dengan variasi
Pengukuran pH dan suhu dilakukan
berat acticomp yang dijabarkan dalam
setiap hari. Struktur morfologi, rasio
Tabel 1.
C/N dan kelembaban dilakukan per 10
karakteristik
dan
dilakukan
sesudah
untuk
penelitian.
hari dari awal hingga hari ke-40. Tabel 1 Variabel Bebas Penelitian Variasi 1 2 3
Perlakuan Pengomposan 100 kg cacahan : 0,5 kg acticomp 100 kg cacahan : 1 kg acticomp 100 kg cacahan : 1,5 kg acticomp
Variabel tetap pada penelitian ini
dan akhir pengompoasan. Proses Pengomposan Proses pengomposan dilakukan pada 3 tumpukan dengan rasio penambahan acticomp yang berbeda, secara umum prosedur proses pengomposan, yaitu tandan kosong kelapa sawit dicacah menjadi berukuran 4-6 cm. Sebelum
adalah: a. Bahan baku berupa cacahan tandan
ditumpuk, dilakukan analisis awal. Kemudian 100 kg cacahan ditumpuk
kosong kelapa sawit b. Berat cacahan 100 kg tiap satu
pada kotak berukuran 1m x 1m dengan tinggi tumpukan 1m, ukuran panjang,
tumpukan c. Waktu pengomposan maksimal 40
lebar, tinggi digunakan 1 m x 1 m x 1m berdasarkan
hari.
acticomp
ukuran
minimal
pengomposan metode windrow (Raabe,
Pelarutan Acticomp Dekomposer
Kandungan lignin dianalisis pada awal
dilarutkan
dengar air. Volume air ditentukan dari kelembaban awal bahan baku yang
2007). Ditambahkan larutan acticomp yang
sesuai
tumpukan,
untuk
kemudian
masing-masing diaduk
agar
merata keseluruh permukaan cacahan. Dilakukan pengecekan pH dan suhu Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
4
setiap
hari
sampai
jangka
waktu
maksimal 40 hari.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Awal Karakteristik Fisika
Hasil analisis awal karakteristik fisika
Kimia
kimia dapat dilihat pada Tabel 2.
Analisis awal fisika kimia tandan
Analisis Karakteristik Fisika Kimia
kosong kelapa sawit dilakukan untuk
Setelah Pengomposan
mengetahui karakteristik awal cacahan
Pengaruh
sebagai bahan baku pengomposan.
pengomposan dapat dilihat pada Tabel
acticomp
terhadap
hasil
3.
Tabel 2 Karakteristik Awal Tandan Kosong Kelapa Sawit No 1 2 3 4 5
Parameter Suhu pH Kelembaban Rasio C/N Lignin
Satuan ºC % %
Nilai 46,80 8 35,24 87,74 29,87
Tabel 3 Hasil Analisis Karakteristik Fisika Kimia Setelah Pengomposan No
Parameter
Satuan
Awal
1 2 3 4 5
Suhu pH Kelembaban Rasio C/N Lignin
ºC % %
46,80 8 35,24 87,74 29,87
Acticomp 0,5 kg 1 kg 1,5 kg 48,2 45,2 38,8 8 8 8 21,5 19,7 24,3 25,13 21,89 19,67 17,91 14,66 13,28
Permentan No. 28 Tahun 2009 4-8 15-25 15-25 -
Struktur Morfologi Tandan Kosong
morfologi awal terlihat silica bodies
Kelapa Sawit Sebelum Pengomposan
masih
Struktur morfologi dilihat dengan alat
tandan kosong kelapa sawit. Hal ini
Scanning Electron Microscopy (SEM)
sesuai dengan pernyataan Law dkk,
JEOL JSM 6510LA perbesaran 500X.
2007 dalam Razali dkk, 2012 bahwa
Struktur
cacahan
analisis SEM memperlihatkan kondisi
tandan kosong kelapa sawit dapat
permukaan tandan kosong kelapa sawit
dilihat pada Gambar 1. Pada struktur
keras dan kasar serta pori-pori berisi
morfologi
awal
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
mengisi
pori-pori
cacahan
5
silika yang berfungsi untuk melindungi
lagi
struktur tanaman dan meningkatkan
morfologi. Berdasarkan penelitian Isroi
kekuatan
(2013),
mekanik
tandan
kosong
silica
bodies
pada
jamur
kemungkinan
kelapa sawit.
mengendorkan
Struktur Morfologi Tandan Kosong
bodies
Kelapa Sawit Setelah Pengomposan
tandan kosong kelapa sawit. Pada hari
Struktur
morfologi
kosong
ke-20 sudah mulai terlihat lubang-
kelapa
sawit
proses
lubang kosong tempat silica bodies
pengomposan mengalami degradasi.
yang mengindikasikan bahwa miselium
Pada hari ke-10 teramati bahwa jamur
jamur
belum menembus lapisan lignoselulosa
lignoselulosa.
karena pori-pori masih diselubungi
penelitian Razali dkk (2012) silika
silica bodies, walaupun ukuran silica
dalam pori-pori tandan kosong kelapa
bodies sudah lebih kecil dari ukuran
sawit menghambat proses degradasi ke
awal. Pada 0,5 kg acticomp
silica
dalam lapisan selulosa. Pada 0,5 kg
banyak
acticomp kerusakan belum banyak
dibandingkan silica bodies pada 1 kg
terlihat, pada 1 kg acticomp kerusakan
acticomp dan 1,5 kg acticomp. Pada 1
sudah
kg acticomp silica bodies sudah lebih
tumpukan 1,5 kg acticomp kerusakan
sedikit dibandingkan Pada 0,5 kg
sudah banyak terlihat. Hasil analisis
acticomp.
acticomp
struktur morfologi pada hari ke-20
dimana acticomp yang ditambahkan
dapat dilihat pada Gambar 3 variasi
lebih banyak silica bodies sebagian
berat acticomp 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
besar sudah hilang. Semakin banyak
berurutan dari kiri ke kanan. Pada hari
acticomp yang ditambahkan, semakin
ke-30 struktur morfologi sudah rusak.
cepat
Kerusakan yang paling besar terdapat
bodies
masih
Pada
silica
tandan selama
sangat
1,5
bodies
kg
hilang.
Hasil
dengan
sudah
sedikit
atara
permukaan
serabut
menembus Sebab
terlihat
dengan
silica
lapisan menurut
dan
pada
analisis struktur morfologi pada hari
pada
ke-10 dapat dilihat pada Gambar 2
acticomp paling banyak (1,5 kg per 100
variasi berat acticomp 0,5 kg, 1 kg dan
kg cacahan tandan kosong kelapa
1,5 kg berurutan dari kiri ke kanan.
sawit). Semakin besar kerusakan pada
Pada hari ke-20 sudah tidak ditemukan
struktur morfologi semakin rendah
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
sampel
ikatan
struktur
penambahan
6
rasio C/N dan kandungan lignin. Hasil
variasi berat acticomp 0,5 kg, 1 kg dan
analisis struktur morfologi pada hari
1,5 kg berurutan dari kiri ke kanan.
ke-30 dapat dilihat pada Gambar 4
Gambar 1 Struktur Morfologi Awal
Gambar 2. Hasil Analisis Struktur Morfologi Pada Hari Ke-10 (Lingkaran Putih Menunjukkan Silica Bodies)
Gambar 3 Hasil Analisis Struktur Morfologi Pada Hari Ke-20 (Lingkaran Putih Menunjukkan Kerusakan Morfologi)
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
7
Gambar 4 Hasil Analisis Struktur Morfologi Pada Hari Ke-30
IV. KESIMPULAN 1. Degradasi mengalami
struktur
morfologi
kerusakan
penurunan permukaan tumpukan
pada
tumpukan 1, 2 dan 3 dengan
50% pada hari ke-30 3. Penurunan rasio C/N terbesar
kerusakan
paling
besar
pada
terjadi pada tumpukan ke-3, hasil
tumpukan
ke-3,
yaitu
rasio
rasio C/N akhir sebesar 19,67
paling
pada hari ke-30 dan sesuai baku
penambahan
acticomp
besar (Gambar 4.9) 2. Waktu
pengomposan
mutu menurut Peraturan Menteri cacahan
Pertanian
tandan kosong kelapa sawit paling
Nomor
28/Permentan/SR.130/5/2009.
cepat pada tumpukan ke-3 dengan V. DAFTAR PUSTAKA Aldino, dkk. 2014. Penurunan Kadar Lignin dari TKKS dan Pemecah Material Selulosa untuk Pembentukan Glukosa dengan Proses Fungal Treatment. Jurnal Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh November. Amanah, Farisatul. 2012. Pengaruh Pengadukan Dan Komposisi Bahan Kompos Terhadap Kualitas Kompos Campuran Lumpur Tinja. Skripsi. Universitas Indonesia. Anindita, Fiona. 2012. Pengomposan Dengan Menggunakan Metode
In Vessel System Untuk Sampah UPS Kota Depok. Skripsi. Universitas Indonesia. Bartoldi, G. M., Vallini., A. Pera. 1983 The Biology of Composting. Waste Management Research, 157176. Brady, NC. 2002. The Nature and Properties of Soil. Upper Saddle River. Crawfod, J. H. 2003 Composting of Agricultural Waste. Maine. University of Maine. Darnoko, Z. Poeloengan dan I. Anas.
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
8
1993. Pembuatan Pupuk Organik Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit. Buletin Penelitian Kelapa Sawit. Diaz, L. F. dan Savage, G. M. 2007. Compost Science and Technology. Calrecovery Inc.
Hendro Risdianto., dkk. 2012. Optimization of Laccase Production using White Rot Fungi and Agricultural Wastes in Solid-StateFermentation. Journal Science Institut Teknologi Bandung, Volume 44, Nomor 2, 93-105.
Direktorat Jenderal Perkebunan. 1997. Pengelolaan Limbah Pabrik Kelapa Sawit. Dokumen Exsternal.
Insam, H. dan Bartoldi M. De. 2007. Microbiology of The Composting Process. Italy: University of Udine.
Direktorat Jenderal Perkebunan. 2001. Pengelolaan dan Pengolahan Limbah Pabrik Kelapa Sawit. Standarisasi Pengolahan Kelapa Sawit.
Isroi.
Direktorat Jenderal Perkebunan. Pertumbuhan Areal Kelapa Sawit Meningkat.http://ditjenbun.pert anian.go.id (diakses tanggal 26 Februari 2016) Epstein, Eliot. 2011. Industrial Composting. Taylor and Francis Group. United States of America Fessenden, R.J. 1982. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga Firmansyah, M. Anang. 2010. Teknik Pembuatan Kompos. Jurnal Pelatihan Petani Plasma Kelapa Sawit. Francou, C., Poitrenaud, M. dan Houot. 2005. Stabilization of Organic Matter During Composting. Compost Sci 13(1), 72-83. He dan Zhang. 2003. Comparison Of Oxalate Formation From Spruce. Pulp Paper, 29(12), 391-394.
2013. Peningkatan Digestibilitas dan Perubahan Struktur Tandan Kosong Kelapa Sawit oleh Pretreatment Pleurotus Floridanus dan Asam Fosfat. Ringkasan Disertasi Program Studi Bioteknologi. Universitas Gadjah Mada.
Isroi. Cara Mudah Mengomoposkan Tandan Kosong Kelapa Sawit.http://isroi.com (diakses tanggal 27 Februari 2016) Iyengar, S. R. 2005. In Vessel Composting of Household Wastes. India: Elsevier. Janes, R. L. 1996. The Chemistry of Wood and Fibers. New York: Mc Graw Hill Book Co and Mc Donald. Jannah, Wirdatul., 2014. Aplikasi Mikroorganisme Lignoselulolitik Indigenus Asal Tanah Gmabut Riau Dalam Pembuatan Kompos Dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit. Jurnal Biologi Universitas Riau. Krisnawati, S. G. 2008. Kajian Awal Hidrolisis Selulosa Limbah
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
9
Pertanian Menjadi Glukosa Menggunakan Katalis Alam. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Lampiran 1 Peraturan Menteri Pertanian Nomor 28/Permentan/SR.130/5/2009 Tentang Persyaratan Teknis Minimal Pupuk Organik. Law dan Jiang. 2001. Comparative Papermaking Properties Of Oil-Palm Empty Fruit Bunch. TAPPI, 84(1), 1-13. Law dkk. 2007. Morphological and Chemical Nature Of Fiber Strands Of Oil Palm EmptyFruit –Bunch. Bioresources, 2(3), 351-362. Lopez-Real. 1990. The Influence of Temperature and Moisture Contents Regimes on The Aerobic Microbial Activity of A Biosolids Composting Blend. USA: Elsevier. Ningtyas,Venny Arnika., dkk. 2015. Penambahan Aktivator Effective Microorganism EM4.Jurnal Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh November. Nurul Fikri. 2011. Biologi. Nurul Fikri. Nurul Fikri. 2012. Superintensif. Nurul Fikri. Perez, J., Dorado, J. Munoz., dkk. 2002. Biodegradation and Biological Treatments of Cellulose, Hemicellulose and Lignin. Int Microbiol 5, 53-63. PKS Terantam. 2014. Laporan dan Hasil Analisis. PKS Terantam.
Pusat Peneilitian dan Pengembangan Permukiman. 2002. Petunjuk Teknis Tata Cara Pengelolaan Sampah Dengan System Daur Ulang Pada Lingkungan. Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. Pusat
Penelitian Tanah dan Agroklimat. 1998. Penuntun Analisis Kimia Tanah Dan Tanaman. Pusat Penelitian dan Agroklimat, Bogor.
Raabe, R. D. 2007. The Rapid Composting Method. Lewis Publisher Razali, Wan Aizuddin Wan., dkk. 2012. Degradation of (OPEFB) Fibre During Composting Process Using Invessel Composter.Bioresources 7(4), 4786-4805. Robert, D. 2007. Composting Method. University of California Ropiah, Dede. 2010. Pemanfaatan Hidrolisat Tandan Kosong Kelapa Sawit untuk Produksi Etanol dengan Pichia Stiptis. Skripsi. Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negri Syarif Hidayatullah. Rynk, R. 1992. Composting. Regional Engineering.
On Farm Northeast Agricultural
Santi, Laksmita Prima dan Goenadi, didiek Hadjar. 2008. Petunjuk Teknis Pengomposan Limbah Organik dengan Menggunakan Bioaktivator. Pusat Penelitian Bioteknologi dan Bioindustri Indonesia.
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
10
Sastrohamidjojo, H. 1995. Kayu: Kimia, Ultrastruktur dan Reaksi-Reaksi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Setyorini, Diah., Saraswati, Rasti dan Anwar Kosman. 2011. Kompos. Sjostrom, E. 1981. Wood Chemistry. California: Fundamentals and Aplication Academic Press. Tchobanoglous dkk, 1993 dalam Kementrian Pekerjaan Umum, 2013. Materi Bidang Sampah II. Direktorat Jenderal Cipta Karya. Tchobanoglous, G. T. 2002. Solid Waste Management. New York: Mc Graw Hill. Tjokroadikoesoemo, T. P. S. 1986. HFS dan Industri Ubi Kayu. Jakarta: PT. Gramedia Tuomela, dkk. 1999. Biodegradation of Lignin In A Compost
Environment. Bioresource Technology, 72, 169-183. Wahyono, dkk. 2008. Tinjauan Terhadap Perkembangan Penelitian Pengolahan Limbah Padat Pabrik Kelapa Sawit. Jurnal Teknik Lingkunga, 6487. Widiastuti, Happy., dkk. 2015. Optimasi Pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Dekomposer Bakteri Lignoselulolitik skala Komersial. Menara Perkebunan 83(2), 60-69. Widyapratami, Hermawati. 2011. Pemanfaatan Enzim Selulase Dalam Dekomposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit. Skripsi. Universitas Indonesia. Winarno, F. G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 Oktober 2016
11
